玩转集合容器，『迭代器模式』

目录：设计模式之小试牛刀
源码路径：Github-Design Pattern

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定义（Iterator Pattern）：

提供一种方法访问一个容器对象中各个元素，而又不需暴露该对象的内部细节

类图：

迭代器通用类图

• 迭代器角色（Iterator）：迭代器角色负责定义访问和遍历元素的接口
• 具体迭代器角色（Concrete Iteraror）：具体迭代器角色实现了迭代器接口，并需要记录遍历中的当前位置。
• 聚合角色（Aggregate）：聚合角色负责定义获得迭代器角色的接口（可以理解为抽象容器角色）
• 具体聚合角色（Concrete Aggregate）：具体聚合角色实现聚合角色接口（可以理解为具体容器角色）。

启示：

迭代器是针对集合对象而生的，对于集合对象，主要涉及到对集合元素的添加删除操作以及遍历。如果把这些操作都实现在集合对象中，就违法了SRP（单一职责原则）。为了遵循SRP，我们需要针对集合容器，剥离这些集合操作。迭代器模式就是用迭代器类来承担遍历集合元素的职责。

代码：

首先定义一个集合接口，其中定义了一个获取迭代器的方法。

   public interface IListCollection
    {
        Iterator GetIterator();
    }

然后再来定义一个迭代器接口，其中主要包含四个方法。

    public interface Iterator
    {
        bool MoveNext();
        Object GetCurrent();
        void Next();
        void Reset();
    }

接下来看看，定义的具体集合类，为了演示方便，在构造函数中初始化了一个string 数组。

     public class ConcreteList : IListCollection
    {
        readonly string[] _collection;
        public ConcreteList()
        {
            _collection = new string[] { "A", "B", "C", "D" };
        }

        public Iterator GetIterator()
        {
            return new ConcreteIterator(this);
        }

        public int Length
        {
            get { return _collection.Length; }
        }

        public string GetElement(int index)
        {
            return _collection[index];
        }
    }

最后，来看看迭代器的具体实现。

    // 具体迭代器类
    public class ConcreteIterator : Iterator
    {
        // 迭代器要集合对象进行遍历操作，自然就需要引用集合对象
        private ConcreteList _list;
        private int _index;

        public ConcreteIterator(ConcreteList list)
        {
            _list = list;
            _index = 0;
        }

        public bool MoveNext()
        {
            if (_index < _list.Length)
            {
                return true;
            }
            return false;
        }

        public Object GetCurrent()
        {
            return _list.GetElement(_index);
        }

        public void Reset()
        {
            _index = 0;
        }

        public void Next()
        {
            if (_index < _list.Length)
            {
                _index++;
            }

        }
    }

迭代器主要是维护了一个指针（index），用来定位当前元素在集合的位置。通过移动指针，来达到对集合元素的增删遍历。
最后看下测试类：

       static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("迭代器模式：");
            IListCollection list = new ConcreteList();
            var iterator = list.GetIterator();
            while (iterator.MoveNext())
            {
                int i = (int)iterator.GetCurrent();
                Console.WriteLine(i.ToString());
                iterator.Next();
            }
            Console.Read();
        }

结果自然就是依次输出集合元素。

总结：

在.NET下，迭代器模式中的聚集接口和迭代器接口都已经存在了，其中IEnumerator接口扮演的就是迭代器角色，IEnumberable接口则扮演的就是抽象聚集的角色，其中定义了GetEnumerator()方法。

优缺点：

优点：
1.访问一个集合对象内部，而不需要暴露内部表示。
2.迭代器模式针对集合对象，都可以使用，重用性高。
缺点：
在遍历集合对象时，不能对集合对象进行修改，否则会throw exception。

应用场景：

• 系统需要访问一个聚合对象的内容而无需暴露它的内部表示。
• 系统需要支持对聚合对象的多种遍历。
• 该模式在.net中，可以通过实现IEnumberable接口即可，不再需要单独实现。